Недалекое будущее. Земляне осуществляют регулярные экспедиции на Марс и активно исследуют его поверхность. Из-за надвигающейся песчаной бури экспедиция “Арес III” вынуждена срочно покинуть красную планету. Один из астронавтов, ботаник Марк Уотни во время эвакуации повреждает свой скафандр и не успевает попасть на корабль. Его накрывает бурей, а команда, решив, что Уотни погиб, покидает Марс. 

Через некоторое время Уотни приходит в себя и понимает, что остался на планете один. Он ранен, связи с Землей нет, а в его распоряжении лишь чудом сохранившийся жилой модуль, с месячным запасом провианта для команды из шести человек. Следующая экспедиция прибудет на Марс только через три года, но астронавт намерен продержаться до этого времени. 

Уотни ищет способ передать на Землю сигнал о своем положении. Он придумывает схему получения воды при помощи химической реакции из оставшегося в баках ракетного топлива, и рассчитывает, что его спасением от голода станет имеющийся в модуле картофель — для этого нужно лишь каким -то образом научиться выращивать его на Марсе. 
 

Ридли Скотт рассказал, что сольные сцены Мэтта Деймона снимались в течение пяти недель подряд, после чего актер был освобожден от съемок. Таким образом, Деймон не встречался с большинством своих коллег до тех пор, пока не стартовал процесс продвижения фильма.

На студийном участке была установлена настоящая картофельная ферма с картофелем на всех стадиях роста, чтобы его можно было использовать для съемок.

Создатели фильма консультировались с NASA по вопросам космических путешествий и, особенно, в отношении Марса. Несмотря на то, что NASA финансируется из федерального бюджета, оно не взимает никаких сборов за доступ к своим архивам и консультациям.

В фильме упоминается, что поврежденный скафандр приводит к острому приступу декомпрессионной болезни, но космонавт может оставаться в живых около минуты. Это правда, хотя существует распространенное мнение, что острая декомпрессия вызывает мгновенный разрыв или расширение тела.

Ридли Скотт рассказал, что одной из самых сложных сцен стала сцена объяснения принципов шестнадцатеричной системы счисления, которую Уотни использует для связи с Землей. По признанию Скотта, он и сам испытывал большие сложности с ее пониманием.

На одном из панорамных снимков Марса изображен Олимп-Монс, крупнейший открытый вулкан в Солнечной системе. Он почти в три раза выше Эвереста.

Фильм снят за 72 дня.

Создавая скафандры для фильма, дизайнер костюмов изучил многие настоящие костюмы NASA, созданные для экспедиции на Марс, отметив, что они «в точности похожи на костюм Базза Лайтера». Реальные прототипы оказались слишким громоздкими, поэтому итоговые костюмы для фильма хоть и похожи на настоящие, но более практичны.

Дрю Годдард, который написал сценарий для фильма, в какой-то момент был назначен режиссером, но позже отказался ради постановки фильма «Зловещая шестерка». После этого Ридли Скотт прочитал сценарий “Марсианина” и занял вакантное место, оставив планы снимать продолжение «Прометея».

Сценарист фильма Энди Уир рассказывал, что единственным его разочарованием стало то, что в итоговую версию фильма не вошла сцена, где Уотни делает аудиозапись и говорит: «Как получилось, что Аквамен может управлять китами? Они же млекопитающие! Это не имеет смысла!».

Астрофизик Нил Деграсс Тайсон сказал, что это самый точный фильм относительно астрофизики и того, каким был бы Марс, если бы он был населен, который он когда-либо видел.

В основе фильма «Марсианин» лежит одноименный роман Энди Уира. Писатель даже не собирался опубликовывать книгу, а разместил в своем блоге. Любители фантастики просто скачивали файл с Amazon за минимальную стоимость – всего за 99 центов.

Чтобы «Марсианин» смотрелся достоверно, Ридли Скотт, Энди Уир, Дрю Годдард и другие создатели фильма консультировались у специалистов НАСА, а чтобы включить это ведомство в сюжет, получили особое разрешение.

Сценарист Дрю Годдард мог бы быть режиссером ленты «Марсианин», но отказался от этого проекта ради фильма «Зловещая шестерка». Однако Ридли Скотт после прочтения этого сценария отложил свою работу над сиквелом «Прометей».

Съемки «Марсианина» продолжались около 70 дней и проходили в Иордании в пустыне Вади Рам — здесь песок характерного красного цвета.

Мэтт Дэймон (роль Марк Уотни) в фильме «Марсианин», как и в предыдущем «Интерстеллар», создал образ астронавта, который остался в одиночестве на Марсе.